移動式余熱利用系統(tǒng)蓄熱器數(shù)值模擬與優(yōu)化研究.pdf

1、工業(yè)部門每年都會產生大量的余熱和廢熱，不僅降低了能源的利用率，也加劇了我國的能源負擔。目前余熱回收利用呈現(xiàn)出能源雙重損失的現(xiàn)狀，一方面是大量的工業(yè)余熱資源沒有充分利用而被白白浪費；另一方面是我國北方城鎮(zhèn)中有大部分區(qū)域沒有敷設集中供暖管網(wǎng)而依靠自備鍋爐來產生熱能。為了改善這些問題，本文對移動式余熱利用系統(tǒng)展開了以下幾個方面的研究工作：
　　根據(jù)蓄熱材料的相變溫度、導熱系數(shù)、相變潛熱、經(jīng)濟性和安全性等因素，篩選了××公司生產的70＃相

2、變蓄熱球作為相變蓄熱材料；并采用差示掃描量熱法對其進行測試分析，得到了相變材料的熔化點、凝固點以及相變潛熱值，為后文的仿真模擬提供數(shù)據(jù)參考。選用管殼式換熱器作為移動式蓄熱系統(tǒng)的核心部件，運用FLUENT軟件對其蓄熱和釋熱過程進行仿真模擬。結果表明，當相變蓄熱裝置充熱7小時后，內部相變材料幾乎全部完成蓄熱，只有蓄熱器兩側以及底部相變材料出現(xiàn)“死區(qū)”，是蓄熱的主要瓶頸。
　　為了提高蓄放熱速率，破除蓄熱“瓶頸”，通過改變換熱管管徑尺寸

3、、布置方式和添加翅片的方法來強化換熱；并探討了直翅片、T字形翅片，以及翅片個數(shù)、高度、厚度和寬度對蓄熱性能的影響。結果表明，添加翅片不僅可以提高換熱效率，也會抑制自然對流作用；蓄放熱時間隨著翅片寬度、厚度、高度以及單根換熱管周向翅片數(shù)的增加，呈現(xiàn)不同程度的減少。
　　在參考移動式蓄熱系統(tǒng)設計及數(shù)值模擬結果的基礎上，對實際應用于天津××熱電廠余熱回收的移動式蓄熱系統(tǒng)做了成本和收益估算，并從項目的可行性、經(jīng)濟性以及帶來的社會效益三個方